CN104048118B - 用于汽车排气管的柔性管件 - Google Patents

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Abstract

一种用于汽车排气管的柔性管件，其包括：以中空筒的形状形成的波纹管构件，在波纹管构件上具有以波浪形式重复地形成的皱折；联动构件，其位于波纹管构件中且与波纹管构件具有预定间隙，并且在联动构件上呈螺旋形地形成有螺旋凹槽；编织构件，其被定位成使得该编织构件包围波纹管构件的外侧部；帽构件，其被联接成将编织构件固定至波纹管构件的两端的外侧部；中间构件，每个中间构件的一端都被固定至波纹管构件，而另一端通过向内与联动构件重叠而被固定至联动构件，波纹管构件具有突起部、中央部和两个端部，突起部具有均匀的外径，中央部具有最大凹陷内径，两个端部具有最小凹陷内径，中央部的最大凹陷内径被形成为比两个端部的最小凹陷内径大。

Description

用于汽车排气管的柔性管件
技术领域
本发明涉及一种用于汽车排气管的柔性管件，更具体地说涉及这样一种用于汽车排气管的柔性管件，其中波纹管的中央的凹陷内径被形成为比该波纹管的两侧的凹陷内径大，使得与联动构件的间隙增加，从而防止所述波纹管与所述联动构件之间的干涉，由此改善行驶噪音，同时两个端部部件都具有小间隙，从而增加突起的高度，由此提高所述波纹管的柔性和耐用性。
背景技术
一般来说，排气管被连接至汽车的发动机以排出废气，其中柔性联接件被安装在排气管和发动机的连接部上，使得该柔性联接件吸收从发动机的振动和路面的振动产生的外力，从而延长排气管的寿命并提高乘用舒适性。
如上所述连接至汽车排气管的柔性联接件通常吸收响应于排气***的运动而从发动机振动和路面振动产生的拉伸、压缩和弯曲位移，其中在每个方向上产生的扭转位移可能根据发动机的安装条件、该位移产生的方向以及整个排气管的设计和形状而随后产生。
因此，主要使用由金属材料制成的波纹管，以便提高维持气密性和吸收振动及位移的性能，而维持气密性和吸收振动及位移的这些性能都是用于汽车排气管的柔性联接件的核心功能。
另外，柔性联接件设置有如在EP041089A1中公开的联动构件，从而该联动构件同时吸收由金属材料以具有重复皱折的圆筒形状制成的波纹管构件的向内轴向变形、弯曲变形等，将位移控制在该波纹管构件的弹性极限的范围内，作为引导管使排气顺畅流动，并保护波纹管构件免受高温排气的影响。
另外，波纹管构件以如下结构形成，其中，波纹管构件的外侧部被编织构件包围，并且在这种情况下，波纹管构件和编织构件的两端在圆周方向上用帽盖挤压在一起，从而通过点焊完工。
也就是说，一端被联接至发动机侧，而另一端被联接至排气管侧，从而排气管穿过中央部，并且波纹管构件和联动构件吸收借助于收缩和膨胀作用在发动机和排气管之间的振动、变形等。
本发明所要解决的问题
当前广泛使用的波纹管构件具有的缺点在于，波纹管构件无法充分地用作用于抑制由发动机的振动或在行驶同时从路面施加的排气***的振动引起的拉伸、压缩和弯曲位移的装置，这是因为波纹管构件的外径和内径被形成为均匀的，从而所有突起的高度都是均匀的或者只有第一凹陷部的高度是降低的。
因此，对于柔性联接件，韩国实用新型注册号184089公开了一种用于汽车排气管的柔性联接件，该柔性联接件作为用于延长波纹管的寿命并传输和消散发动机的振动和在行驶过程中产生的振动和应力的装置。
根据该用于汽车排气管的柔性联接件，如图6所示，突起的高度H1至H4从位于波纹管构件10的端部11侧的第一突起向另一侧逐渐增加，并且凹陷部的内径被形成为以均匀角度从第一凹陷部向另一侧逐渐减小，从而柔性联接件吸收相对于波纹管构件10的轴向方向或弯曲方向的位移，然后在外力被移除时复原。
另外，波纹管构件10的凹陷部最小内径Dr被形成为等于或大于端部11的内径Dt。
然而，如上所述的波纹管构件具有的缺点在于，由于波纹管构件的制造成本增加并使其制造作业复杂化，这是因为波纹管构件由具有重复形成的突起和凹陷的金属材料制成，其中突起的高度在向内方向上朝向中央部逐渐增加，使得凹陷的内径逐渐减小。
而且，波纹管构件的中央部的最小内径小于其两个端部的直径，使得在排放排气时，排气流停滞在中央部中，由此降低了发动机性能。
具体而言，在联动构件和波纹管构件之间确保足够的间隙，从而不管振动等如何都防止对波纹管构件造成损坏或防止由于相互干涉而产生异常声音。然而，形成这种足够的间隙致使波纹管构件的突起的高度降低，从而使波纹管构件的耐用性变差或可能产生异常声音。
也就是说，施加至汽车排气***中的柔性管件的振动在中央部比在两个端部严重得多，从而确保联动构件和波纹管构件之间的足够的间隙。然而，如以上所述的波纹管构件的中央部的内径与传统波纹管构件的中央部的内径相同。因此，就振动等来说，被施加严重振动的中央部无法防止联动构件和波纹管构件之间的干涉。
现有技术文献
专利文献
专利文献1
2000年3月20日注册的韩国实用新型注册号184089－“用于汽车排气管的柔性联接件”。
发明内容
为了解决现有技术的上述问题而作出了本发明，并且本发明的目的是提供一种用于汽车排气管的柔性管件，其中波纹管构件中的产生严重振动的中央部的凹陷内径被形成为比两个端部（两个端部处的振动与中央部的振动相比相当小）的凹陷内径大，使得在所述波纹管构件和联动构件之间保持足够的间隙，从而提高波纹管构件的耐用性。
本发明的另一个目的是提供一种用于汽车排气管的柔性管件，其中，沿轴向方向在波纹管构件的中央部还设置有加强区段，从而进一步吸收施加至所述波纹管构件的外力和位移，由此提高波纹管构件的柔性和耐用性。
本发明的又一个目的是提供一种用于汽车排气管的柔性管件，其中，所述波纹管构件的中央部的凹陷部比两个端部的凹陷部高，从而降低波纹管构件的材料成本并提高生产率，同时减少中央部的振动以提高振动特性，由此提高波纹管构件的市场销路和可靠性。
为了实现上述目的，一种用于汽车排气管的柔性管件，该柔性管件包括：
波纹管构件10，该波纹管构件10由金属材料制成并且以中空筒的形状形成，并且在该波纹管构件10上具有以波浪形式重复地形成的皱折；
联动构件20，该联动构件20位于所述波纹管构件10中且与所述波纹管构件10具有预定间隙，并且在该联动构件20上呈螺旋形地形成有螺旋凹槽以吸收变形；
编织构件30，该编织构件30被定位成使得该编织构件30包围所述波纹管构件10的外侧部，并且被编织成使得该编织构件30能够相对于沿压缩方向的位移和拉伸以大位移柔性地变形；
帽构件40，该盖帽构件40被联接成将所述编织构件30固定至所述波纹管构件10的两端的外侧部；以及
中间构件50，这些中间构件50以环的形状形成，并且每个中间构件50的一端都被固定至所述波纹管构件10，而另一端通过向内与所述联动构件20重叠而被固定至所述联动构件20，
其中，所述波纹管构件10具有突起部12、中央部C和两个端部U，使得所述突起部12具有均匀的外径，所述中央部C具有最大凹陷内径D3，所述两个端部U具有最小凹陷内径D1，并且所述中央部C的最大凹陷内径D3被形成为比所述两个端部U的最小凹陷内径D1大。
另外，所述波纹管构件10具有：凹陷内径D2，该凹陷内径D2形成为使得所述凹陷部13从所述两个端部U的最小凹陷内径D1向所述中央部C逐渐增加；以及最大凹陷内径D3，该最大凹陷内径D3均匀地形成在中央。
此外，所述波纹管构件10的所述中央部C还包括加强区段S，其中所述加强区段S形成有低突起部12a和低凹陷部13a，所述低突起部12a和所述低凹陷部13a的高度比均匀地重复的所述突起部12和所述凹陷部13低。
此外，所述中央部C的内径以均匀角度从所述波纹管构件10的所述两个端部U的最小凹陷内径D1逐渐增加至最大凹陷内径D3，并且所述波纹管构件10的所述中央部C还包括加强区段S，该加强区段S以环的形状形成并且具有低突起部12a和低凹陷部13a，所述低突起部12a和所述低凹陷部13a的高度比均匀地重复的所述突起部12和所述凹陷部13低。
发明效果
根据如上构造的本发明，波纹管构件中的发生严重振动的中央部的最大凹陷内径被形成为比为比两个端部（在这两个端处的振动与中央部的振动相比相当小）的最小凹陷内径大，使得不管振动等如何都在波纹管构件和联动构件之间保持足够的间隙，从而提高了波纹管构件的寿命。
另外，为了防止波纹管构件和联动构件之间的干涉，中央部的凹陷部直径被形成为较大，同时振动相对较小的两个端部的凹陷部直径被形成为较小，从而两个端部的突起的高度可以较高地形成，从而提高柔性同时消散施加至波纹管构件的外力和位移，由此提高波纹管构件的耐用性。
此外，波纹管构件的中央部的凹陷内径比两个端部的凹陷内径大，从而排气流可以顺畅，可以降低波纹管构件的材料成本，并且可以提高生产率，由此提高波纹管构件的市场销路和可靠性。
附图说明
图1是示出了根据本发明的一个实施方式的用于汽车排气管的柔性管件的基本结构的半剖视图；
图2是示出了根据本发明的波纹管构件的结构的放大剖视图；
图3至图5是示出了根据本发明的其他实施方式的用于汽车排气管的柔性管件的放大剖视图；以及
图6是示出了现有技术的波纹管构件的结构的半剖视图。
附图标记说明
用于表示附图中的各种结构元件的附图标记包括：
1－用于排气管的柔性管件
10－波纹管构件
12－突起部
12a－低突起部
13－凹陷部
13a－低凹陷部
20－联动构件
30－编织构件
40－帽构件
50－中间构件
C：中央部
U：两个端部
S：加强区段
D1－最小凹陷内径
D3－最大凹陷内径
具体实施方式
在下文中，将参照附图更详细地描述本发明。然而，不应该将本发明解释为局限于此。
在根据本发明的用于汽车排气管的柔性管件中，波纹管构件的中央部的凹陷内径被形成为比两个端部的凹陷内径大，从而增加与联动构件的间隙，使得可以防止波纹管构件和联动构件之间的干涉。所述两个端部的凹陷部被形成为较小，从而柔性地吸收施加至波纹管构件的外力和位移，使得可以提高波纹管构件的柔性和耐用性。
首先，根据本发明的用于排气管的柔性管件1主要包括：波纹管构件10，该波纹管构件10以中空筒的形状形成，并且在该波纹管构件上具有以波浪形式重复地形成的皱折；联动构件20，该联动构件20位于波纹管构件10中，且与波纹管构件10保持有预定间隙；编织构件30，该编织构件30用于包围波纹管构件10的外侧部；帽构件40，该帽构件40用于将编织构件30固定至波纹管构件10的两端的外侧部；以及中间构件50，该中间构件50的一端固定至波纹管构件10，另一端通过向内与联动构件20重叠而固定至联动构件20，其中重要的是，通过将中央部C的最大凹陷内径D3形成为比两个端部U的最小凹陷内径D1大来足够地保持与联动构件20的间隙。
为此，参照图1，图1示出了在该说明书中使用的大致方向，波纹管构件10由金属材料以筒的形状制成，其中波纹管构件10通过在纵向方向上连续地形成的突起部12和凹陷部13而设置有呈波浪形式的皱折。因此，当产生沿轴向方向的振动或冲击或沿弯曲方向的位移时，在纵向方向上连续地形成的突起部12和凹陷部13用来通过弹性地弯曲而吸收所述位移，以防止排气泄漏并吸收伸展和弯曲。突起部12和凹陷部13在位移被吸收且外力被移除之后复原。
另外，联动构件20位于波纹管构件10中，同时保持与波纹管构件10的预定间隙。
联动构件20具有遍及该联动构件20螺旋地形成的螺旋凹槽，使得在产生轴向或弯曲位移时借助螺旋凹槽中的摩擦而产生减震效果，其中所述螺旋凹槽主要吸收沿纵向方向的变形，并保持使排气穿过的路径的空间，由此用来抑制湍流的产生。
编织构件30由细金属线编织而成，并包围波纹管构件10的外侧。因此，即使对于沿压缩方向的位移和拉伸来说，该波纹管构件10也可以以大位移发生柔性变形。编织构件30和波纹管构件10的外侧的两个端部利用帽构件40联接，使得波纹管构件10被固定至编织构件30。
同时，波纹管构件10和联动构件20借助以环的形状形成的中间构件50彼此连接。
也就是说，在中间构件50的前端与波纹管构件10的端部一致地对齐的状态下，波纹管构件10、编织构件30以及帽构件40的水平部相互重叠，并且中间构件50和波纹管构件10通过在周向方向上具有紧固功能的夹紧装置或通过在若干个点上执行点焊而彼此附接。
另外，在中间构件50的其他端朝向联动构件20的内部折叠的状态下，中间构件50的其他端被联动构件20部分地叠置，然后在若干个点上执行点焊，使得波纹管构件10和联动构件20被保持在完全联接的状态下。
此时，如图2所示，根据本发明的波纹管构件10具有突起部12的均匀外径，并且中央部C的最大凹陷内径D3被形成为比两个端部U的最小凹陷内径D1大。
也就是说，在两个端部U的最小凹陷内径D1被形成为等于或大于端部11的内径Dt的状态下，波纹管构件10的中央部C的最大凹陷内径D3被形成为比两个端部U的最小凹陷内径D1大，并且突起部12以相同高度在纵向方向上连续地形成。
因此，波纹管构件10可以在位于该波纹管构件10中的联动构件20和两个端部U之间保持与传统的波纹管构件相同的间隙，并且可以在联动构件20和中央部C之间保持比传统的波纹管构件大的间隙。
如果由于振动或冲击而在波纹管构件10和联动构件20中产生沿轴向方向或弯曲方向的位移，则在波纹管构件10的中央部C中产生的位移比在两个端部U中产生的位移更严重。然而，根据本发明的中央部C与联动构件20保持足够的间隙，使得可以防止波纹管构件10被联动构件20损坏。
相反，从联动构件20到波纹管构件10的两个端部U（在这里振动不严重）保持最小间隙。因此，两个端部U的突起的高度可以较高，从而提高波纹管构件的柔性和耐用性。
另外，如图3所示，根据另一个实施方式的波纹管构件10具有：凹陷内径D2，该凹陷内径D2从两个端部U的最小凹陷内径D1向中央部C逐渐增加；以及位于中央的均匀的最大凹陷内径D3。
如上所述，通过从波纹管构件10的两个端部U向中央部C形成预定倾角，可以相对于弯曲位移以一定倾角引导波纹管构件10，从而可以防止由于形状的急剧变化而产生的应力集中，并且可以确保顺畅的运动。
同时，通常采用5°～25°作为倾斜的凹陷部13的倾角的基础，并且倾斜的凹陷部13的数量优选设定为1至3。
另外，如图4所示，波纹管构件10的中央部C还包括形成有低突起部12a和低凹陷部13a的加强区段S，低突起部12a和低凹陷部13a的高度比均匀地重复的突起部12和凹陷部13低。
此外，如图5所示，中央部C的内径从波纹管构件10的两个端部U的凹陷部13的内径以均匀角度逐渐增加到中央部C的凹陷部13的内径，并且中央部C还包括以环的形状形成并具有低突起部12a和低凹陷部13a的加强区段S，该低突起部12a和低凹陷部13a的高度比均匀重复的突起部12和凹陷部13低。
加强区段S具有以下优点，其中，可以省去波纹管构件10的中央部C的2～5个突起，由此减少材料消耗，从而降低制造成本。
已经针对当前实施方式描述了申请人的发明，申请人的意图不是将本发明限于任何一个实施方式和说明书附图，对本领域技术人员明显的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以对本发明进行各种改变和修改。

Claims (2)

1.一种用于汽车排气管的柔性管件，该柔性管件包括：
波纹管构件(10)，该波纹管构件(10)由金属材料制成并且以中空筒的形状形成，并且在该波纹管构件(10)上具有以波浪形式重复地形成的皱折；
联动构件(20)，该联动构件(20)位于所述波纹管构件(10)中而与所述波纹管构件(10)具有预定间隙，并且在该联动构件(20)上呈螺旋形地形成有螺旋凹槽以吸收变形；
编织构件(30)，该编织构件(30)被定位成使得该编织构件(30)包围所述波纹管构件(10)的外侧部，并且被编织成使得该编织构件(30)能够相对于沿压缩方向的位移和拉伸以大位移柔性地变形；
帽构件(40)，该帽构件(40)被联接成将所述编织构件(30)固定至所述波纹管构件(10)的两端的外侧部；以及
中间构件(50)，这些中间构件(50)以环的形状形成，并且每个中间构件(50)的一端都被固定至所述波纹管构件(10)，而每个中间构件(50)的另一端通过向内与所述联动构件(20)重叠而被固定至所述联动构件(20)，
其中，所述波纹管构件(10)具有突起部(12)、中央部(C)和两个端部(U)，使得所述突起部(12)具有均匀的外径，所述中央部(C)具有最大凹陷内径(D3)，所述两个端部(U)具有最小凹陷内径(D1)，并且所述中央部(C)的最大凹陷内径(D3)被形成为比所述两个端部(U)的最小凹陷内径(D1)大，其中，所述波纹管构件(10)的所述中央部(C)还包括形成有低突起部(12a)和低凹陷部(13a)的加强区段(S)，所述低突起部(12a)的高度比均匀地重复的所述突起部(12)低，所述低凹陷部(13a)的直径比具有最小凹陷内径(D1)的凹陷部(13)大，并且能够省去所述中央部(C)的2～5个突起。
2.根据权利要求1所述的用于汽车排气管的柔性管件，其中，所述波纹管构件(10)具有：凹陷内径(D2)，该凹陷内径(D2)形成为使得凹陷部(13)从所述两个端部(U)的最小凹陷内径(D1)向所述中央部(C)逐渐增加；以及最大凹陷内径(D3)，该最大凹陷内径(D3)均匀地形成在中央。
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